KR20100094489A - 록킹 롤러를 구비한 작동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변속기의 변속 단을 선택하기 위한 작동 장치에 관한 것이다. 작동 장치는 3개 이상의 변속 위치들 사이에서 이동 가능한 변속 레버(1), 및 상기 변속 레버(1)의 이동 범위를 제한하기 위한 록킹 장치를 포함한다. 본 발명에 따라 작동 장치는, 상기 록킹 장치가 액추에이터식으로 회전 가능한 하나 이상의 록킹 롤러(2, 3)에 배치된, 하나 이상의 록킹 챔버(9)를 가진 록킹 챔버 장치를 포함하고 상기 변속 레버(1)는 하나 이상의 록킹 캠(7, 8)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 록킹 캠(7, 8)은, 록킹 챔버(9) 내로 삽입되며 변속 레버(1)의 이동 범위를 제한하도록, 록킹 챔버 장치와 맞물릴 수 있다. 본 발명에 따라, 시프트-바이-와이어 변속기에서 복잡한 작동 및 록킹 과제가 최소의 설계 노력 및 최소의 설치 공간으로 해결될 수 있다. 작동 장치는 낮은 소음 발생 레벨 및 짧은 변속 시간을 가지며, 시프트-바이-와이어를 이용한 H-변속 구조가 구현될 수 있다.

Description

록킹 롤러를 구비한 작동 장치{ACTUATING DEVICE HAVING A LOCKING ROLLER}

본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 변속기, 예컨대 시프트-바이-와이어 작동식 자동 변속기용 작동 장치에 관한 것이다.

자동차의 변속기는 일반적으로 운전자의 손이 미치는 영역에 배치된 작동 장치에 의해 변속 또는 제어된다. 이를 위해, 예컨대 자동차의 앞좌석들 사이에 또는 운전석의 다른 영역에 배치된 변속 레버와 같은 작동 부재가 사용된다.

특히 수동 변속기의 경우, 지금까지는 종종 순수한 기계식 작동 장치, 및 작동 부재와 변속기 사이의 전달 수단이 사용되었다. 예컨대, 작동 부재와 변속기 사이에 케이블 또는 바아와 같은 기계식 전달 부재가 사용될 수 있다. 새로운 승용차 변속기는 대개 5개 또는 6개의 전진 기어 및 하나의 후진 기어를 갖는다. 변속 레버의 6개 또는 7개의 변속 위치는 일반적으로 H-변속 구조의 형태로 변속 레버의 중앙의, 중립의, 중심 위치 둘레에 그룹화되어 배치된다.

그러나, 기계식 변속기용 H-변속 구조는 변속기에서 필요한 변속 거리로 인해 그리고 변속 레버에서 인간 환경 공학적 이유로 너무 과도하지 않은 특정 작동력으로 인해 -특히 자동 변속기의 변속 레버 또는 자동 변속기용 시프트-바이-와이어 회로에 비해- 차량 내부 영역 내 작동 시스템용의 훨씬 더 큰 설치 공간을 필요로 한다.

그러나, 이는, -상이한 타입의 변속기를 구비한 차량의 여러 변형예에 대해 상이한 작동 시스템이 제공되어야 하기 때문에- 차량 내부, 예컨대 중앙 콘솔, 운전석 또는 바닥 판의 영역이 차량 변속기 타입에 따라 그리고 사용된 작동 시스템에 따라 작동 시스템의 설치 공간 필요에 맞게 조정되어야 한다는 것을 의미한다. 이로써, 사용된 변속기 또는 사용된 작동 장치의 타입에 따라, 차량 내부 영역에서 상기 어셈블리의 복잡한 변경이 필요하고, 이는 많은 비용을 수반할 수 있다. 작동 장치와 자동차의 변속기 사이에서 변속 명령의 기계식 전달과 관련되는 다른 단점은 상응하는 케이블 또는 바아가 차량 바닥 판, 카아던 터널(cardan tunnel) 또는 자동차의 칸막이 벽을 통과해야 한다는 것이다. 이러한 통과는 구조적 비용을 야기할 뿐만 아니라, 소음 발생, 구조 음(structure borne sound) 전달 및 충돌 거동과 관련해서 불리하다.

수동 변속기를 포함하는 자동차의 변속기를 시프트-바이-와이어 작동식으로 바꿈으로써, 선행 기술에서 나타난 단점을 피하려는 시도가 있었다. 이로 인해, 차량 내부에 변속기용 작동 장치의 설계 및 배치시 더 큰 구조적 유연성이 얻어진다. 기계식 전달 바아 및 기계식 작동 레버의 생략에 의해, 자동차의 모든 변속기 변형예에 대해 가능한 균일한 어셈블리가 특히 운전석, 바닥 판 및 중앙 콘솔의 영역에 제공될 수 있다.

그러나, 자동차 변속기용 시프트-바이-와이어 작동 장치의 경우 안전성 및 인간 환경 공학적 이유로 변속기 작동의 실제 감각이 운전자에게 전달될 수 있어야 한다. 따라서, 변속기 작동시 변속기의 현재 변속 상태 또는 작동 상태에 대한 시각적 및 촉각적 확인이 운전자에게 전달되어야 한다.

인간 환경 공학 및 안전성의 이유로, 순간적으로 허용되지 않는 변속 상태 또는 변속 동작이 변속 레버의 관련 조작 위치의 상응하는 록킹의 형태로, 예컨대 회전수 및 속도에 의존하는 동기 록을 가진 완전 동기화된 기계식 변속기에 의해 운전자가 알고 있고 익숙해진 바와 같이, 촉각적으로 명확하게 감지될 수 있게 운전자에게 신호화되어야 한다.

그러나, 변속기의 전기 또는 시프트-바이-와이어 작동시, 차량 내부의 작동 부재와 엔진실 내 변속기 사이의 이러한 기계식 커플링이 존재하지 않는다. 오히려, "시프트-바이-와이어" 변속기의 경우 작동 장치로부터 변속기로의 변속 명령의 전달은 전기 또는 전자 신호에 의해 그리고 후속해서 변속기에서 변속 명령의 전기 유압식 변환에 의해 이루어진다. 그러나, 변속기 액추에이팅 부재와 작동 레버 사이에 기계식 연결이 없기 때문에, 변속기 상태, 변속 록 또는 허용되지 않는 변속 명령이 직접 작동 레버의 상태에 반응할 수 없다. 따라서, 운전자는 시프트-바이-와이어 제어식 변속기의 경우 작동 레버에서 감지 가능하게 블로킹된 특정 변속 위치를 기초로, 레버 위치, 주행 단 또는 변속 명령이 현재 주행 상태에서 허용되지 않기 때문에 선택될 수 없다는 것을 알 수 없다.

조작될 변속기의 상태에 따라 그리고 자동차의 다른 상태 팩터(예컨대 엔진 회전수, 차량 속도, 클러치 위치 등)에 따라, 시프트-바이-와이어 제어식 변속기에서 필요한 촉각적 피드백을 구현하기 위해, 일반적으로 변속기 상태에 따라 작동 레버의 작동 범위가 액추에이터식으로 제어되어 제한되어야 한다. 이로 인해, 시프트-바이-와이어 제어식 변속기에서도 작동 부재를 잡을 때 예컨대 자동차의 현재 속도로 인해 또는 변속기의 순간 작동 상태로 인해 변속 요구가 허용되지 않기 때문에 록킹되는 것이 운전자에게 촉각적으로 감지 가능하게 전달될 수 있다. 따라서, 변속기에 의해 현재 실시될 수 없는 변속 명령, 즉 변속기 전자 유닛에 의해 검출되어 변속기로 전달되지 않는 변속 명령이 작동 부재에도 전달되지 않는 것이 방지되는데, 그 이유는 실제 변속기 상태와 작동 부재에 걸린 변속 위치 사이의 차이가 허용되지 않기 때문이다.

이를 위해, 운전자는 시프트-바이-와이어 제어식 변속기에서도 상응하는 작동의 시도 시에 이미 이를, 개별 기어의 삽입이 변속 레버에서 감지 가능하게 특히 속도에 따라 록킹되는 기계식 변속기(예컨대 전달 바아를 구비한 수동 변속기)에서와 같이 촉각적으로 확인해야 한다. 이로 인해, 순간적으로 허용되지 않는 기어의 삽입 또는 변속기에 의해 변속될 수 없는 주행 단의 삽입이 전자적으로 무시될 뿐만 아니라, 상응하는 작동 이전에 작동 부재의 기계식 록에 의해 저지된다.

예컨대 US 2006/0016287 A1 또는 DE 10 2005 033 510 A1에 나타나는 바와 같이, 시프트-바이-와이어 제어식 변속기의 작동 레버에, 허용되지 않는 변속 명령의 선택적 차단을 위한 다수의 또는 다중 작용 액추에이터들 또는 상응하는 레버- 또는 변속기 부재들이 제공됨으로써, 상응하는 록을 실시하려는 시도가 있었다. 상기 액추에이터들 및 이것에 의해 제어되는 레버- 또는 변속기 부재들은 차량 상태 또는 변속기 상태에 따라 작동 부재의 전체 이동 범위를 현재 주행 상태 또는 변속기 상태에 따라 제한하기 위해 스위칭된다.

그러나, 다수의 상이한 레버 위치가 상이한 조합으로 액추에이터식으로 록킹되어야 하면, 이를 위해 선행 기술에서는 종종 복잡한 록킹 미믹이 필요하다. 이는 이에 수반된 노력 및 상응하는 비용으로 인해 바람직하지 않은 결과를 갖는다. 작동 장치의 영역에 제공되는 설치 공간의 문제 및 에너지 소비와 열 발생과 관련한 문제도 발생할 수 있다.

이는 특히 시프트-바이-와이어 작동 장치에서 예컨대 자동 변속기의 제어를 위한 H-변속 구조가 실시되는 경우에 적용된다. H-변속 구조는 선행 기술에 공지된 록킹 장치에 의해 특히 H-변속 구조가 2개가 아니라 4개까지 서로 나란히 놓인 시프트 게이트를 가질 수 있기 때문에 실시될 수 없다. 상기 시프트 게이트에서는 변속 위치들이 상태에 따라 록킹되거나 또는 해제되어야 한다.

본 발명의 과제는 선행 기술의 상기 단점을 갖지 않는, 특히 변속기의 전기 또는 전자 시프트-바이-와이어 작동을 위한, 록킹 장치를 구비한 작동 장치를 제공하는 것이다. 록킹 장치는 복잡한 록킹 로직의 경우에도 간단히 구성되어야 하고, 신속한 변속 시간, 낮은 고장 빈도, 적은 에너지 소비 및 낮은 소음 발생 레벨이 얻어져야 한다. 또한, 작동 장치는 가능한 작은 설치 공간을 필요로 하고, 종래의 기계식 변속 명령 전달에 비해 그리고 선행 기술에 공지된 시프트-바이-와이어 작동 장치에 비해 비용 절감이 이루어져야 한다.

상기 과제는 청구항 제 1항의 특징을 가진 작동 장치에 의해 해결된다.

바람직한 실시예들은 종속 청구항에 제시된다.

공지된 방식으로, 본 발명에 따른 작동 장치는 하나 이상의 시프트 게이트 내에서 이동 가능한, 3개 이상의 변속 위치를 가진 변속 레버 및 록킹 장치를 포함한다. 록킹 장치는 변속 레버의 이동 범위를 제어 가능하게 제한하기 위해, 특정 변속 레버 위치를 배제하기 위해 또는 변속 레버를 특히 변속기의 변속 상태 또는 자동차의 주행 상태에 따라 블로킹하기 위해 사용된다.

본 발명에 따라 작동 장치는 록킹 장치가 하나 이상의 액추에이터 식으로 회전 가능한 록킹 롤러에 배치된, 하나 이상의 록킹 챔버를 가진 록킹 챔버 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 변속 레버는 하나 이상의 록킹 캠을 가지며, 상기 록킹 캠은, 록킹 챔버 내에 삽입되어 변속 레버의 운동을 특히 록킹 챔버의 순간 유효 깊이에 따라 가능하게 하거나 또는 제한하는 방식으로 록킹 챔버 장치와 맞물릴 수 있다.

다수의 작동 위치를 가진 액추에이터(예컨대 2중 작용 전자석과 같은), 다수의 액추에이터, 또는 여러 변속기 부재를 가진 복잡한 록킹 미믹을 포함하는, 작동 장치가 공지된 선행 기술에 비해, 본 발명에 따른 록킹 롤러에 의해 작동 장치의 구조가 현저히 간단해질 수 있다. 그럼에도, 변속 레버에 대한 변속 단의 수 및 소정 이동 범위의 설계와 관련한 큰 구조적 자유도가 주어지고, 상기 자유도는 록킹 롤러 내 록킹 챔버 장치의 자유로운 디자인에 의해서만 제한된다.

본 발명에 의해, 케이블 또는 바아를 이용한 작동 장치로부터 변속기로 변속 명령의 기계식 전달은 모든 타입의 변속기에서 또는 모든 타입의 작동 장치에서 보편적으로 전자 경로에서 변속 명령의 전달로 대체될 수 있고, 동시에 기계식 변속 명령 전달에 의해 공지된 촉각이 유지된다. 이는 특히 특정 상대 회전수 윈도우 또는 속도 윈도우 외부에서 허용되지 않은 변속 명령과 관련한 변속 명령의 촉각적 피드백에 적용된다.

본 발명에 의해, 차량 내부 또는 차량 운전석에 작동 장치의 설계 및 배치시 매우 큰 구조적 자유도가 주어진다. 왜냐하면, 록킹 챔버 장치는 구조적으로 자유로이 형성될 수 있고, 이로 인해 변속 레버에 대해 거의 임의로 많은 상이한 변속 위치를 가진 거의 임의의 이동 범위가 규정될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 작동 장치는 모듈 시스템의 의미에서 록킹 롤러의 간단한 교체에 의해 상이한 차량 변속기 또는 고객 요구에 맞게 조정될 수 있고, 이 경우 전체 작동 장치 또는 자동차에서 주변 어셈블리의 구조 변경이 필요 없다. 따라서, 본 발명에 의해 많은 비용 절감 및 설치 공간 절감이 가능해진다.

본 발명은 록킹 챔버 장치와 변속 레버의 하나 이상의 록킹 캠과의 상호 작용이 보장되면, 하나 이상의 록킹 롤러 및 그 안에 수용된 록킹 챔버 장치가 어떻게 실시되며, 구조적으로 형성되고 배치되는지 와는 관계없이 실시될 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따라, 하나 이상의 록킹 롤러의 록킹 챔버 장치는 록킹 롤러의 회전축을 따라 서로 나란히 배치된 다수의 록킹 챔버를 갖는다.

바람직하게 작동 장치는 액추에이터식으로 회전 가능한, 하나가 아닌 2개의 록킹 롤러를 포함하고, 변속 레버는 변속 레버 축과 관련해서 서로 대향 배치된 2개의 록킹 캠을 갖는다. 변속 레버의 제 1 록킹 캠에 제 1 록킹 롤러의 록킹 챔버 장치가 할당되고, 변속 레버의 제 2 록킹 캠에 제 2 록킹 롤러의 록킹 챔버 장치가 할당된다. 이로 인해, 변속 레버의 이동은 중심 위치로부터 주행 방향과 관련해서 전방으로 및 후방으로 액추에이터식으로 제어 및 록킹될 수 있다.

변속 레버는 바람직하게 다안정 변속 레버이고, 상기 다안정 변속 레버는 단안정 변속 레버와는 달리, 작동 후에 해제되면 모든 변속 위치로 유지된다. 회전축을 따라 서로 나란히 배치된 다수의 록킹 챔버에 의해 그리고 액추에이터식으로 회전가능한 2개의 록킹 롤러에 의해, 특히 다안정 변속 레버에서 기계식 변속 레버의 복잡한 변속 구조가 시프트-바이-와이어 작동 시에도 완전히 실시될 수 있다.

특히, 서로 나란히 배치된 다수의 록킹 챔버들을 가진 2개의 록킹 롤러를 포함하는, 본 발명에 따른 작동 장치의 실시예에 의해, 수동 변속기의 변속 레버의 복잡한 H-변속 구조가 시뮬레이트될 수 있다. 이를 위해, 통상의 H-변속 구조(5개 내지 6개의 전진 기어 및 하나의 후진 기어를 가짐)의 4개까지의 서로 나란히 배치된 시프트 게이트에 대해 각각 고유의 록킹 챔버가 2개의 록킹 롤러의 각각에 제공된다. 이로 인해, 2개의 록킹 롤러 상에서 한 쌍의 관련 록킹 챔버가 각각의 시프트 게이트에 할당됨으로써, H-변속 구조의 예컨대 4개의 시프트 게이트의 각각에 대해 허용 이동 범위가 별도로 규정되고 제어될 수 있다.

본 발명에 의해 시프트-바이-와이어 회로에도 적용 가능한, 종래의 H-변속 구조의 원리가 변속기의 이전 기계적 작동의 운전자에게 신뢰를 받는데, 그 이유는 본 발명에 의해 가능해진 H-변속 구조로 인해, 시프트-바이-와이어 제어식 변속기에서도 오조작이 거의 배제될 수 있기 때문이다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예에서 하나 이상의, 바람직하게는 2개의 록킹 롤러의 제어는 차량 속도에 따라 이루어진다. 이 실시예는 시프트-바이-와이어 제어식 변속기에서, 예컨대 바이-와이어 변속식 2중 클러치 변속기 또는 전기 유압식 변속기에서 운전자에게 신뢰를 받는 H-변속 구조의 완전한 실시를 위해 사용된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 록킹 챔버들 중 적어도 하나의 록킹 챔버, 바람직하게는 작동 장치의 모든 록킹 챔버가 적어도 하나의 그 단부에 록킹 롤러의 표면에 대한 램프를 갖는다. 이로 인해, 가능한 적은 비용으로 록킹 롤러의 구조적 2중 사용 하에 추가로 중심 또는 중립 위치로 변속 레버의 확실한 액추에이터식 리셋 가능성이 주어질 수 있다. 이로 인해, 특히 수동 변속기에서, 자동차의 정지시 또는 운전자가 차량을 벗어날 때 변속기 작동에서 실제로 걸린 기어 단과 관계없이 자동으로 변속기 내 파킹 브레이크가 걸림으로써(오토-P) 정지된 자동차의 롤링이 방지되는, 변속기 작동이 이루어질 수 있다.

중심 또는 중립 위치로 변속 레버의 액추에이터식 리턴을 가능하게 하는 이 실시예에 의해, 변속 레버가 다음 주행 시작 시에 변속기 상태 "파킹 록"과 일치하지 않는 위치에 있는 것이 방지될 수 있다.

왜냐하면, 운전자가 자동차를 벗어날 때 변속 레버가 변속 위치들 중 하나의 변속 위치에 있었으면, 오토-P의 경우 변속 레버 위치는 다음 주행 시작시 변속기의 실제 변속 상태(파킹 록)와 일치하지 않을 것이기 때문이다. 따라서, 차량으로 운전자가 돌아오거나 또는 시동을 시도하는 경우, 시각적으로 맞지 않지 정보가 운전자에게 주어진다. 변속 레버 위치의 인지를 기초로, 운전자는 변속기가 주행단 위치에 있지만 변속기에는 실제로 파킹 록이 걸려있다는 것을 추정해야 한다.

운전자에 대한 이러한 잘못된 정보를 방지하기 위해, 운전자를 위한 추가의 신호장치가 제공되어야 한다. 상기 신호 장치는 오토-P에 의해 걸린 파킹 록의 경우에, 변속 레버가 수동으로 중심 또는 중립 위치로 이동될 때야 비로소 차량이 시동될 수 있다는 것을 운전자에게 신호화한다. 그러나, 이러한 신호 장치는 본 발명의 이 실시예에 의해 그리고 이로 인해 가능해지는 변속 레버의 액추에이터식 리턴에 의해 불필요하다.

2개의 록킹 롤러 및 2개의 록킹 캠을 포함하는 본 발명의 실시예는 2개의 록킹 롤러들의 액추에이터식 구동이 어떻게 이루어지는지 와는 관계없이 구현될 수 있다. 2개의 록킹 롤러들은 예컨대 각각 고유의 액추에이터식 구동부를 포함하거나 또는 기어 휠을 통해 결합될 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따라, 작동 장치는 2개의 록킹 롤러들에 대해 공통의 액추에이터식 구동부를 특징으로 한다. 바람직하게, 2개의 록킹 롤러 및 상기 2개의 록킹 롤러에 공통인 액추에이터식 구동부는 하나의 기어 벨트를 통해 서로 결합되고, 2개의 록킹 롤러의 공통 액추에이터식 구동부는 바람직하게 서보 모터로 형성된다.

이 실시예는 단 하나의 전기 모터식 액추에이터를 가진 작동 장치의 비용 절감 방식 설계를 가능하게 한다. 그럼에도, 상기 액추에이터는 변속 레버의 모든 상이한 작동 록(예컨대, H-변속 구조의 상이한 시프트 게이트 내의)을 의도적으로 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 하나 이상의 록킹 롤러에 회전 각 센서가 배치된다. 이는, 고유의 센서를 필요로 하지 않는 비교적 간단한 전기 모터에 의해 구동, 및 각각의 록을 위해 필요한 록킹 롤러(들)의 회전 각 위치의 확실한 설정을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 하나 이상의 록킹 롤러에 리턴 스프링이 배치된다. 예컨대 평나선형 스프링의 형태로 구현될 수 있는 리턴 스프링은 특히 록킹 롤러의 액추에이터식 구동부의 고장시 또는 점화의 차단 후에 변속 레버의 작동을 가능하게 한다. 이 경우, 록킹 롤러들은 리턴 스프링에 저장된 에너지를 이용해서 미리 정해진 위치로 다시 회전되며, 이 위치에서는 변속 레버의 모든 작동 위치가 선택될 수 있다.

본 발명에 의해, 선행 기술의 상기 단점을 갖지 않는, 특히 변속기의 전기 또는 전자 시프트-바이-와이어 작동을 위한, 록킹 장치를 구비한 작동 장치를 제공된다.

이하, 본 발명의 실시예가 첨부한 도면을 참고로 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 작동 장치의 실시예의 록킹 장치를 벨트 구동부를 바라보는 방향에서 도시한 개략도.
도 2는 도 1에 따른 록킹 장치를 록킹 롤러 및 액추에이터 구동부를 바라보는 방향에서 도시한, 도 1에 상응하는 도면.
도 3은 변속 레버가 변위되고 록킹 캠이 록킹 챔버 내에 삽입된 상태의, 도 2에 따른 록킹 장치의, 도 2에 상응하는 도면.
도 4는 변속 레버가 도 3에서와 같이 변위된 상태의, 도 2 및 도 3에 따른 록킹 장치의 측면도.
도 5는 주행 방향과 관련해서 후방의 록킹 롤러의 개략도.
도 6은 리턴 스프링을 가진, 주행 방향과 관련해서 전방의 록킹 롤러의, 도 5에 상응하는 도면.
도 7은 도 5 및 도 6에 따른 록킹 롤러에 대한 록킹 챔버의 표.

도 1에는 본 발명에 따른 작동 장치의 실시예에 대한 록킹 장치가 벨트 구동부를 바라보는 방향에서 개략적으로 도시된다. 먼저, (부분적으로만 도시된) 변속 레버(1), 록킹 롤러(2, 3), 전기 모터식 구동부(4), 및 상기 록킹 롤러(2, 3)의 회전을 제어하기 위한 벨트 구동부(5)가 나타난다. 방향 화살표(6)는 이 실시예에 적용되는 자동차의 주행 방향을 나타낸다.

도 2에는 록킹 롤러(2, 3) 및 전기 모터(4)를 바라보는 방향에서 도 1에 따른 상황이 도시된다. 특히, 도 2에는 변속 레버(1)에 배치된, 이 실시예에서 변속 레버(1)와 일체로 형성된 록킹 캠들(7, 8)이 도시된다. 록킹 캠들(7,8)은 변속 레버(1)의 선회 운동시 록킹 롤러(2, 3)의 대응 록킹 캠들(9) 내로 삽입될 수 있도록 배치된다.

록킹 롤러(2, 3)의 회전 각 위치에 따라(회전 각 위치는 벨트 구동부(5)를 통해 서보 액추에이터(4)에 의해 제어됨), 변속 레버(1)의 록킹 캠들(7, 8)에 대해 록킹 챔버(9)의 상이한 배치가 나타나므로, 록킹 롤러(2, 3)의 회전 각 위치에 따라, 변속 레버(1)의 상응하는 변속 운동이 일어나거나 또는 록킹될 수 있다.

도 2에는 또한 록킹 게이트(10) 및 상기 록킹 게이트(10) 내에서 안내되는, 축방향 탄성을 가진 록킹 핀(11)이 도시된다. 록킹 게이트(10) 및 록킹 핀(11)은 변속 레버(1)의 운동시 인간 환경 공학 및 스위칭 로직의 이유로 필요한 록킹- 및 복원력을 규정된 방식으로 안내하고 발생시키기 위해 사용된다.

록킹 롤러(2, 3)의 대응 록킹 챔버(9) 내로 록킹 캠(7, 8)의 삽입은 도 3 및 도 4에 도시된다. 도 3 및 도 4에는 주행 방향(6)과 관련해서 전방으로 선회된 변속 레버(1)가 도시된다. 변속 레버(1)의 선회에 의해 록킹 캠(8)은 선회되고, 주행 방향과 관련해서 후방의 록킹 롤러(3)의 록킹 챔버들(9) 중 하나의 록킹 챔버가 적합한 회전 각 위치에 있으면, 상기 록킹 챔버(9) 내로 삽입된다.

도 3 및 도 4에 도시된 변속 레버(1)의 선회 운동이 저지되거나 또는 운전자에게 감지 가능하게 록킹되어야 하면 -예컨대 변속 명령에 맞지 않는 차량 속도 또는 변속기 내의 상대 회전 속도로 인해-, 액추에이터 구동부(4)는 변속기 전자장치에 의해, 록킹 캠(8)이 삽입될 수 있는 록킹 챔버(9)가 상기 록킹 캠(8)에 대향 배치되지 않도록, 제어된다. 이 경우, 록킹 캠(8)은 변속 레버(1)의 상응하는 작동의 시도시 록킹 롤러(3)의 매끄러운 표면(12)에 부딪힌다. 따라서, 변속 레버가 의도한 방향으로 이동될 수 없는데, 그 이유는 상기 방향이 현재 허용되지 않는 변속 명령에 해당하기(예컨대, 차량 속도가 고속일 때 제 2 기어의 삽입 또는 차량이 아직 정지되지 않았는데 후진 기어의 삽입) 때문이라는 것이 운전자에게 촉각적으로 명확히 신호화된다.

변속 레버(1)가 주행 방향에 대해 횡으로 측 방향 운동할 때, 2개의 록킹 롤러(2, 3)의 록킹 챔버(9)의 상이한 쌍이 변속 레버(1)의 록킹 캠(7, 8)에 대향 배치된다. 이로 인해, 특히 주행 속도에 따라, 변속 레버(1)의 상이한 시프트 게이트에 대해 각각 상이한 변속 위치들이 허용되거나 록킹될 수 있고, 이 경우 록킹 롤러들(2, 3)이 변속 레버의 매 시프트 게이트 교체시마다 다른 회전 각 위치로 이동될 필요가 없다.

도 4는 록킹 캠(8)이 도 3에 따라 주행 방향과 관련해서 후방의 록킹 롤러(3)의 록킹 챔버들(9) 중 하나 록킹 챔버 내로 삽입되는 과정을 나타낸다. 도 4에는 록킹 게이트(10) 및 상기 록킹 게이트(10) 내에 슬라이딩하는, 변속 레버(1) 내에서 축 방향 탄성을 가지고 이동 가능한 록킹 핀(11)이 잘 나타난다. 또한, 도 4에는 록킹 챔버(9)의 램프(14)의 실시예가 파선으로 개략적으로 도시된다. 예컨대 나선형으로 형성된 램프(14)에 의해, 변속 레버(1)가 록킹 롤러(3)의 액추에이터식 회전에 의해 다시 도 1 및 도 2에 따른 그 중심 위치로 이동될 수 있다.

도 5 및 도 6은 2개의 록킹 롤러들(3, 2)을 확대도로 도시한다. 록킹 롤러(2)에는 나선형 리턴 스프링(13)이 제공된다. 리턴 스프링(13)은 2개의 록킹 롤러들(2, 3)의 전기 모터식 구동부(4)에 의해 예비 응력을 받으며, 시스템의 고장시 2개의 록킹 롤러들(2, 3)을 기본 위치로 자동으로 복귀시키는데 사용된다. 상기 기본 위치에서 변속 레버(1)의 모든 변속 위치들이 선택될 수 있는데, 그 이유는 록킹 롤러(2, 3)의 상기 기본 위치에서 변속 레버(1)의 각각의 변속 위치에 대해 록킹 캠들(7, 8)용 대응 록킹 챔버(9)가 존재하기 때문이다.

도 7에 따른 표에 X로 표시된 행은 록킹 롤러들(2, 3)의 기본 위치에 상응한다. 도 7에 따른 표의 열 타이틀 "R 1 3 5 - 2 4 6"은 해당 록킹 롤러(3 또는 2)에 배치된 각각의 록킹 챔버(9)에 대한 변속 레버(1)에서 선택 가능한 개별 기어 단의 할당을 나타낸다. 행 타이틀 "0" 내지 ">130"은 액추에이터(4)에 의해 2개의 록킹 롤러(3)(표의 좌측 절반) 또는 (2)(표의 우측 절반)가 관련 회전 각 위치에 접근하는 차량 속도 범위이다.

표를 참고로, 예컨대 차량의 정지시 후진 기어 및 제 1 기어가 걸릴 수 있는 한편, 모든 다른 변속 위치는 록킹되는 것이 명확해진다. 50 내지 60 ㎞/h의 속도에서 후진 기어 및 제 6 기어 외에 모든 기어들이 선택될 수 있는 한편, 130 ㎞/h를 초과는 속도에서는 제 5 기어 또는 제 6 기어만이 선택될 수 있고, 모든 다른 기어들은 록킹 캠들(7, 8)이 록킹 챔버(9) 외부에 있는 2개의 록킹 롤러들(2, 3)의 매끄러운 표면(12)에 부딪힘으로써 록킹된다. 2개의 록킹 롤러들이 예컨대 구동부(4)의 고장시 리턴 스프링(13)에 의해 자동으로 갖는, 기본 위치 "X"에서, 변속 레버(1)의 각각의 변속 위치에 대해 2개의 록킹 롤러 내의 대응 록킹 챔버(9)가 제공됨으로써, 기본 위치 "X"에서 모든 변속 위치들이 선택될 수 있다.

특정 변속 작동이 허용되고 다른 변속 작동은 배제되는, 차량의 속도 범위들은 록킹 롤러들(2, 3)의 적합한 변경에 의해 최소 비용으로 상응하는 차량 변형 또는 고객 선호에 맞게 조정될 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 의해, 복잡한 록킹 과제의 경우에도 비교적 적은 설계 노력으로 이루어지는, 선행 기술에 비해 장점을 가진 작동 장치가 형성된다. 중요한 장점은 최소의 설치 공간, 낮은 소음 발생 레벨 및 짧은 변속 시간과 동시에 낮은 고장 빈도이다. 특히, H-변속 구조의 경우 기계식 변속 명령 전달에 비해 그리고 선행 기술에 공지된 시프트-바이-와이어 작동 장치에 비해 구조적 장점 및 비용 절감이 얻어진다. 실제 변속 상태에 대한 그리고 현재 허용되는 변속 명령에 대한 확실한 촉각적 확인이 운전자에게 주어진다.

특히, 간단하고 모듈화 가능한 구성에 의해, 본 발명은 비용 효율성 상승에 기여하고, 자동차 변속기용 작동 장치에서 인간 환경 공학 및 안전성의 개선에 기여한다.

1 변속 레버
2, 3 록킹 롤러
4 전기 모터, 액추에이터
5 벨트 구동부
6 주행 방향
7, 8 록킹 캠
9 록킹 챔버
10 록킹 게이트
11 록킹 핀
12 롤러 표면
13 리턴 스프링
14 램프

Claims (11)

1. 변속기의 변속 단을 선택하기 위한 작동 장치로서, 상기 작동 장치는 3개 이상의 변속 위치들 사이에서 이동 가능한 변속 레버(1), 및 상기 변속 레버(1)의 이동 범위를 제한하기 위한, 특정 변속 레버 위치를 배제하기 위한 또는 상기 변속 레버(1)의 블로킹을 위한 록킹 장치를 포함하는, 작동 장치에 있어서,
   상기 록킹 장치는 액추에이터식으로 회전 가능한 하나 이상의 록킹 롤러(2, 3)에 배치된, 하나 이상의 록킹 챔버(9)를 가진 록킹 챔버 장치를 포함하고, 상기 변속 레버(1)는 하나 이상의 록킹 캠(7, 8)을 포함하며, 상기 록킹 캠(7, 8)은, 상기 록킹 챔버(9) 내로 삽입되며 상기 변속 레버(1)의 이동 범위를 제한하도록, 상기 록킹 챔버 장치와 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
2. 제 1항에 있어서, 하나 이상의 상기 록킹 롤러(2, 3)의 상기 록킹 챔버 장치는 상기 록킹 롤러(2, 3)의 회전축을 따라 서로 나란히 배치된 다수의 록킹 챔버들(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 록킹 장치는 액추에이터식으로 회전 가능한 2개의 록킹 롤러들(2,3)을 포함하고, 상기 변속 레버(1)는 변속 레버 축에 대해 서로 대향 배치된 2개의 록킹 캠들(7, 8)을 포함하며, 제 1 록킹 캠(7)에 제 1 록킹 롤러(2)의 상기 록킹 챔버 장치가 할당되고, 제 2 록킹 캠(8)에는 제 2 록킹 롤러(3)의 상기 록킹 챔버 장치가 할당되는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변속 레버(1)가 다안정인 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 작동 장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 록킹 롤러(2, 3)의 제어가 차량 속도에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 록킹 챔버 장치의 상기 록킹 챔버들(9) 중 적어도 하나의 록킹 챔버는 하나 이상의 그 단부에 상기 록킹 롤러(2, 3)의 표면에 대한 램프(14)를 가지며, 이로 인해 상기 변속 레버(1)가 상기 램프(14)를 이용해서 상기 록킹 롤러(2, 3)의 회전에 의해 액추에이터식으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
7. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 상기 록킹 롤러(2, 3)에 대해 공통의 액추에이터식 구동부(4)가 제공되는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
8. 제 7항에 있어서, 2개의 상기 록킹 롤러(2, 3) 및 상기 액추에이터식 구동부(4)가 공통의 기어 벨트(5)에 의해 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 공통의 액추에이터식 구동부는 서보 모터(4)로 형성되는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 록킹 롤러(2, 3)에 회전 각 센서가 배치되는 것을 특징으로 하는 작동 장치.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 록킹 롤러(2, 3)에 리턴 스프링(13)이 배치되는 것을 특징으로 하는 작동 장치.

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